数字图像处理实验报告3

实验三图像分割实验
一．实验目的
1. 掌握基本的图像分割方法
2.观察图像分割的效果
3.加深对边缘提取的理解
二.实验原理
1.边缘检测：图象的边缘是指图象局部区域亮度变化显著的部分，该区域
的灰度剖面一般可以看作是一个阶跃，既从一个灰度值在很小的缓冲区
域内急剧变化到另一个灰度相差较大的灰度值。

图象的边缘部分集中了
图象的大部分信息，图象边缘的确定与提取对于整个图象场景的识别与
理解是非常重要的，同时也是图象分割所依赖的重要特征，边缘检测主
要是图象的灰度变化的度量、检测和定位。

2.灰度阈值分割即是先确定一个处于图像灰度取值范围内的灰度阈值，然
后将图像中各个像素的灰度值与这个阈值相比较：划分成像素灰度大于
阈值的一类和小于阈值的一类。

3. 双峰法的原理及其简单：它认为图像由前景和背景组成，在灰度直方图
上，前后二景都形成高峰，在双峰之间的最低谷处就是图像的阈值所在
三.实验内容
1.实验步骤
1.打开matlab编程环境；
2.利用“imread”函数导入图像数据；
3.利用“imshow”显示所读入的图像数据；
4.进行图像分割处理；
5.记录和整理实验报告；
2. 按下面要求编写程序并运行结果
1. 用sobel方法对一幅灰度图像进行边缘提
I=imread('cameraman.bmp');
R=double(I(:,:,1));
G=double(I(:,:,2));
B=double(I(:,:,3));
[rows,cols]=size(R);
I=0.299*R+0.587*G+0.114*B;
[H,W]=size(I);
M=double(I);
J=M;
for i=2:H-1
for j=2:W-1
J(i,j)=abs(M(i-1,j+1)-M(i-1,j-1)+2*M(i,j+1)-2*M(i,j-
1)+M(i+1,j+1)-M(i+1,j-1))+abs(M(i-1,j-1)-M(i+1,j-1)+
2*M(i-1,j)-2*M(i+1,j)+M(i-1,j+1)-M(i+1,j+1));
end;
end;
for i=2:H-1
for j=2:W-1
if J(i,j)>254
J(i,j)=255;
else
J(i,j)=0;
end
end
end
subplot(1,2,1);imshow(uint8(I));title('原图');
subplot(1,2,2);imshow(uint8(J));title('Sobel 处理后');
2.用 Laplacian-Gaussian方法对一幅灰度图像进行边缘提取
I = imread('cameraman.bmp');
R=double(I(:,:,1));
G=double(I(:,:,2));
B=double(I(:,:,3));
[rows,cols]=size(R);
I=0.299*R+0.587*G+0.114*B;
s=fftshift(fft2(I));
[M,N]=size(s);
n=2;
d0=400;
n1=floor(M/2);
n2=floor(N/2);
for i=1:M
for j=1:N
d=sqrt((i-n1)^2+(j-n2)^2);
h=1*exp(-1/2*(d^2/d0^2));
s(i,j)=h*s(i,j);
end
end
s=ifftshift(s);
s=uint8(real(ifft2(s))); subplot(1,2,1),imshow(s);
title('GLPF滤波');
s=double(s);
[r,c]= size(s);
R=zeros(r,c);
core1=[-1 -1 -1;-1 8 -1;-1 -1 -1];
core2=[0 -1 0;-1 4 -1;0 -1 0];
for x=2:r-1
for y=2:c-1
Z=[s(x-1,y-1) s(x-1,y) s(x-1,y+1);
s(x,y-1) s(x,y) s(x,y+1);
s(x+1,y-1) s(x+1,y) s(x+1,y+1)];
A=core1*Z;
B=core2*Z;
R(x,y)=max(abs(sum(sum(A))),abs(sum(sum(B))));
end
end
for x=2:r-1
for y=2:c-1
if R(x,y)>250
R(x,y)=255;
else
R(x,y)=0;
end
end
end
subplot(1,2,2),imshow(uint8(R));title('拉普拉斯处理后 ');
3. 利用双峰法对一幅灰度图像进行灰度分割处理
I = imread('lena.bmp');
I=double(I);
sum_obj=0;
obj_counter=0;
sum_backgnd=0;
backgnd_counter=0;
[rows,cols]=size(I);
cols_c=floor(cols/20);
rows_c=floor(rows/20);
corners=[I(1:rows_c,1:cols_c);I(1:rows_c,(end-cols_c+1):end);I((en d-rows_c+1):end,1:cols_c);I((end-rows_c+1):end,(end-cols_c+1):end) ];
threshold=mean(mean(corners));
while 1
for i=1:rows
for j=1:cols
if(I(i,j)>threshold)
sum_obj=sum_obj+I(i,j);
obj_counter=obj_counter+1;
else
sum_backgnd=sum_backgnd+I(i,j);
backgnd_counter=backgnd_counter+1;
end
end
end
new_threshold=((sum_backgnd/backgnd_counter)+(sum_obj/obj_counter))/2 ;
if(abs(threshold-new_threshold)<=0.01)
break;
end
threshold=new_threshold;
end
for i=1:rows
for j=1:cols
If(I(i,j)<=threshold)
I(i,j)=0;
else
I(i,j)=255;
end
end
end
imshow(I);
四.实验结果及分析
1. sobel边缘提取
placian-Gaussian方法边缘提取
3.双峰法对一幅灰度图像进行灰度分割处理
五.实验小结与体会
1.本次实验以图像分割为主线，涉及边缘提取
2. 通过实验结果的比较，对课堂上的理论有了直观的认识，也为更好的理
解理论奠定了基础，培养了兴趣。